金寨縣中藥材種植統(tǒng)計數(shù)據(jù)挖掘分析△

徐濤，楊帥，張明旭，宋向文，杜繼甫，史婷婷，張小波，陳存武，韓邦興*

1.皖西學(xué)院 生物與制藥工程學(xué)院，安徽 六安 237012；2.北京中研百草檢測認(rèn)證有限公司，北京 100700；3.金寨縣中藥（西山藥庫）產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，安徽 六安 237300；4.中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心 道地藥材品質(zhì)保障與資源持續(xù)利用全國重點實驗室，北京 100700

中藥材產(chǎn)業(yè)是整個中醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，近年來，隨著中醫(yī)藥的高質(zhì)量發(fā)展，中藥不僅供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，也逐漸走出國門，在世界各地得到廣泛應(yīng)用[1]。隨著對藥材資源需求量的增加，部分藥材的野生資源迅速縮減，甚至瀕危[2]，對中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了潛在的威脅，解決這些藥材資源匱乏的主要措施就是發(fā)展栽培[3]。藥材的栽培不僅涉及到質(zhì)量的把控，其發(fā)展同樣受到中藥農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的影響，如近些年白及在國內(nèi)的大面積無序種植，導(dǎo)致市場價格下跌嚴(yán)重，致使部分農(nóng)戶虧損[4-5]。這種供需關(guān)系的波動導(dǎo)致價格波動較大，與藥材生產(chǎn)相關(guān)信息的不暢密切相關(guān)。菌類藥材的種植面積在產(chǎn)地通常按窖計算，這種統(tǒng)計方式與面積的換算關(guān)系不確定，導(dǎo)致菌類藥材的種植規(guī)模統(tǒng)計困難[6]。因此，開展中藥材生產(chǎn)統(tǒng)計調(diào)查能夠了解各地藥材的栽培現(xiàn)狀、供需關(guān)系，將有助于政府相關(guān)政策的制定，通過政策引導(dǎo)中藥材種植的良性發(fā)展，對中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。另外，對于靈芝、茯苓等菌類藥材制定相關(guān)統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)，有助于精確統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)。

安徽省六安市金寨縣地處大別山北麓，位于N31°06′～31°48′、E115°22′～116°11′，縣域東西長78 km，南北寬77 km，總面積約3814 km2，是安徽省最大的山區(qū)縣。金寨縣位于鄂、豫、皖三省交界處，處于大別山腹地，平均海拔500 m 以上，最高海拔1 729.13 m，最低海拔60 m，地形地貌復(fù)雜，多為山地。耕地集中在山谷、河流兩旁，總體耕地面積小，僅在東北部丘陵地區(qū)形成少量的連片耕地，因此，金寨縣適宜發(fā)展山地作物和林下經(jīng)濟(jì)。金寨縣屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，夏雨顯著、四季分明、氣候溫和、少極端天氣，年均氣溫13～22 ℃，無霜期180～200 d，年均降雨量1356 mm，日照時間2083 h，自然環(huán)境良好，植被豐富，整體以落葉闊葉林和針闊混交林為主[7]。金寨縣是安徽省中藥材的主產(chǎn)區(qū)之一，素有“西山藥庫”之稱，中藥產(chǎn)業(yè)是金寨縣的重要產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位舉足輕重，中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在脫貧攻堅過程中發(fā)揮了巨大的作用。“十大皖藥”中有6 味藥在當(dāng)?shù)鼐邪l(fā)展種植，其中發(fā)展較好的有霍山石斛、黃精、茯苓、靈芝、天麻等藥材[8-9]。

本研究以安徽省六安市金寨縣為研究區(qū)域，調(diào)查統(tǒng)計2019—2021 年金寨縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材的栽培面積、采收面積和留存面積相關(guān)數(shù)據(jù)，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)研究尺度上推進(jìn)至格網(wǎng)水平，將時間和空間相結(jié)合，分析區(qū)域中藥材種植分布特征。通過多源數(shù)據(jù)對金寨縣中藥材種植的空間分異特征及機(jī)制進(jìn)行分析，為開展全國中藥生產(chǎn)統(tǒng)計調(diào)查提供參考，并為金寨縣主產(chǎn)藥材和菌類的統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)制定提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

金寨縣數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，以及調(diào)查統(tǒng)計的2019—2021 年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材的栽種面積、收獲面積和留存面積的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計員實地調(diào)查統(tǒng)計種植戶的種植、收貨和留存面積，并匯總至金寨縣中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心。菌類藥材的面積按照農(nóng)戶使用木材量進(jìn)行換算得到。

1.2 分析方法

利用地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析技術(shù)和相關(guān)性分析等方法[10]，對金寨縣中藥材種植、留存等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析。其中空間自相關(guān)分析可以對中藥材種植面積的空間分布格局進(jìn)行分析，以判斷藥材種植的空間集聚情況。

選擇空間自相關(guān)模型，主要包含全局和局部2種空間自相關(guān)分析方法。利用全局空間自相關(guān)分析方法分析金寨縣主產(chǎn)的5 種中藥材2021 年種植面積的空間分布格局。按照公式（1）計算莫蘭指數(shù)（Moran′sI）[11]。

式中，n表示區(qū)域內(nèi)的空間單元數(shù)量；S0表示各空間權(quán)重矩陣之和；wij表示空間單元的空間權(quán)重矩陣；xi和xj分別表示不同空間要素單元的觀測值；表示各觀測值的均值。Z值的顯著性通常用Moran′sI來檢驗，其計算方法見公式（2）。

全局空間自相關(guān)分析能夠從空間的角度識別種植面積的屬性值是否存在集聚特征，但是這只能用于特征檢驗，不能具體表達(dá)出聚集區(qū)位置。

2 結(jié)果

2.1 2019—2021年金寨縣主產(chǎn)藥材發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，獲得金寨縣2019—2021 年主產(chǎn)藥材石斛（霍山石斛DendrobiumhuoshanenseC.Z.Tang et S.J.Cheng）、黃精（多花黃精Polygonatum cyrtonemaHua）、靈 芝[赤 芝Ganoderma lucidum（Leyss.ex Fr.）Karst]、茯苓Poria cocos（Schw.）Wolf、天麻Gastrodia elataBl.的采收面積、留存面積和種植面積相關(guān)數(shù)據(jù)。其中石斛、茯苓、靈芝近3年種植面積維持相對穩(wěn)定；天麻近3年種植面積略有擴(kuò)大，面積由4798 畝（1 畝≈666.67 m2）增加到7651 畝；黃精近3 年種植面積擴(kuò)展迅速，由2091 畝擴(kuò)大至10 805畝。各藥材種植面積見表1。

表1 2019—2021年金寨縣主產(chǎn)藥材種植面積 畝

黃精在金寨縣西南部的果子園鄉(xiāng)、沙河鄉(xiāng)、天堂寨鎮(zhèn)、吳家店鎮(zhèn)、燕子河鎮(zhèn)5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植面積增加較大，總體面積都由400 畝以下增加至1000 畝以上。天麻在金寨縣多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有種植，種植面積平穩(wěn)增長，僅在南溪鎮(zhèn)種植面積近3年超過1000畝。

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)藥材的種植面積總體呈現(xiàn)穩(wěn)步增長，其中燕子河鎮(zhèn)、吳家店鎮(zhèn)、天堂寨鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)藥材種植面積增速較快，2021 年種植面積超過1000 畝的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有12 個，其中燕子河鎮(zhèn)、吳家店鎮(zhèn)、天堂寨鎮(zhèn)、南溪鎮(zhèn)、沙河鄉(xiāng)5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植面積均超過2000 畝，見圖1。

圖1 2019—2021年金寨縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)藥材種植面積

2.2 2021 年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種植面積的空間分布特征

金寨縣2021 年5 種主產(chǎn)藥材種植面積共分為5 個等級，分別為17～248、249～795、796～1702、1703～2775、2776～3696 畝。種植面積在2776 畝以上的僅有南溪鎮(zhèn)1個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，種植面積為1703～2775畝的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有金寨縣南部的沙河鄉(xiāng)、吳家店鎮(zhèn)、天堂寨鎮(zhèn)和燕子河鎮(zhèn)。種植面積較小的是全軍鄉(xiāng)、白塔畈鄉(xiāng)、槐樹灣鄉(xiāng)、油坊店鄉(xiāng)和張沖鄉(xiāng)，集中分布于金寨縣的東北部區(qū)域。

2.3 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種類結(jié)構(gòu)對比分析

對金寨縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2021 年種植的主產(chǎn)藥材種類數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計分析，在湯家匯鎮(zhèn)、銀山畈鄉(xiāng)、張畈鄉(xiāng)和燕子河鎮(zhèn)4 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)5 種主產(chǎn)藥材均有種植；沙河鄉(xiāng)、斑竹園鎮(zhèn)、果子園鄉(xiāng)、花石鄉(xiāng)、南溪鎮(zhèn)、桃?guī)X鄉(xiāng)6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均種植4種藥材；白塔畈鄉(xiāng)、油坊店鄉(xiāng)和張沖鄉(xiāng)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)僅種植單一品種的藥材；其余9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植藥材的種類為2～3種。

結(jié)合金寨縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)藥材種植面積的數(shù)據(jù)，可見，種植藥材種類較少的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如白塔畈鄉(xiāng)、油坊店鄉(xiāng)、張沖鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的整體種植面積也較小。種植藥材種類4 種以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如燕子河鎮(zhèn)、張畈鄉(xiāng)、南溪鎮(zhèn)的整體種植面積也較大。種植3 種以上藥材的鄉(xiāng)鎮(zhèn)整體種植面積均不低于700畝。

2.4 2019—2021年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材面積對比分析

2019—2021 年，金寨縣主產(chǎn)的5 種藥材除靈芝外，種植面積均有所增長，其中黃精增速最快，表明近3 年黃精在金寨縣的發(fā)展較為迅速，其次是天麻，種植面積增速在25%左右，而石斛總體種植面積較小，處在栽培發(fā)展階段，靈芝種植面積有小幅波動，面積略有減少。對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材2021 年種植面積進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植藥材結(jié)構(gòu)差異較大，種植石斛的鄉(xiāng)鎮(zhèn)較少，且占比小，這與當(dāng)?shù)匕l(fā)展石斛種植時間較短有關(guān)，東部和南部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植品種單一或藥材發(fā)展比例不均衡，中西部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植藥材的種類豐富，各藥材的面積比例也較均衡。

對2021 年金寨縣主產(chǎn)的5 種藥材種植面積進(jìn)行空間自相關(guān)分析，結(jié)果如圖2 所示，除靈芝和石斛外，茯苓、天麻、黃精的種植面積的顯著水平在5%水平下，呈現(xiàn)空間分布的聚集現(xiàn)象，而靈芝和石斛，其種植面積的空間分布較隨機(jī)，空間自相關(guān)性較弱。

圖2 金寨縣主產(chǎn)藥材2021年種植面積空間自相關(guān)結(jié)果

2.5 2019—2021 年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材的種植、留存、采收關(guān)系

金寨縣主產(chǎn)的5 種藥材，種植年限包含多年采收和1年采收2種類型，其中茯苓、天麻、靈芝的生長周期均為1 年，故總體種植面積和采收面積一致，無留存面積。石斛和黃精生長周期為3 年以上，對比石斛和黃精藥材的種植面積、留存面積和采收面積，可見兩者均呈增長趨勢。石斛留存面積最大的是梅山鎮(zhèn)（505 畝），其次是燕子河鎮(zhèn)（250 畝）；黃精留存面積最大的是燕子河鎮(zhèn)（1500 畝），其次是天堂寨鎮(zhèn)（1336畝）和沙河鄉(xiāng)（1269畝）。

3 討論

金寨縣地處山區(qū)，東北部海拔低，西部和南部海拔高，不適宜大面積種植傳統(tǒng)農(nóng)作物，但交通較便利，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)一方面結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，發(fā)展了一些適宜山區(qū)種植中藥材品種，如石斛、茯苓、天麻、靈芝、黃精等，尤其是縣域內(nèi)林多地少，在西部和南部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有大面積的林地可適宜藥材種植。在當(dāng)?shù)卣闹С趾秃献魃绲膸酉拢霈F(xiàn)了天麻、黃精、茯苓種植的空間聚集現(xiàn)狀。

在產(chǎn)量上，部分藥材如黃精、石斛的產(chǎn)量與其林下種植的實際面積是有密切關(guān)聯(lián)的，但調(diào)查統(tǒng)計的種植面積為總體面積，未扣除林木的面積，產(chǎn)量和產(chǎn)值會存在差異，存在面積大、產(chǎn)量小的現(xiàn)象，需要后期根據(jù)種植模式進(jìn)行歸類，做進(jìn)一步的詳細(xì)調(diào)查統(tǒng)計。

菌類藥材如茯苓和天麻的種植通常按“窖”計數(shù)，折算成畝誤差較大，可以通過后期將每畝木材的用量與種植面積建立換算關(guān)系進(jìn)行折算，根據(jù)種植戶木材使用量計算種植面積，提高統(tǒng)計精度。不同的藥材統(tǒng)計方式不同，建議根據(jù)藥材種植特性開展統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)的研究。

金寨縣為“西山藥庫”所在地，藥材資源豐富，擁有良好的中藥產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，中藥發(fā)展前景較好。然而目前金寨縣中藥產(chǎn)業(yè)尚存在一些需要解決的問題，如霍山石斛、黃精的有效成分不明確，有待依托高校和科研平臺進(jìn)一步深入研究。藥材的產(chǎn)地加工不規(guī)范，加工器械粗糙等情況，都需要進(jìn)一步改善。藥材可追溯體系待建立，保證藥材質(zhì)量全程可追溯，包括種質(zhì)來源的可追溯，避免種源混亂。此外，需要將中藥康養(yǎng)旅游進(jìn)一步融合到金寨縣全域旅游的建設(shè)當(dāng)中，注重中藥文化宣傳和品牌建設(shè)。

本研究通過多源數(shù)據(jù)對金寨縣中藥材種植的空間分異特征及機(jī)制進(jìn)行分析，為有效建立縣級中藥生產(chǎn)統(tǒng)計調(diào)查的實施方案提供了一些技術(shù)參考。